Question

将一定质量的镁、铝合金投入100mL一定物质的量浓度的盐酸中，使合金全部溶解．向所得溶液中滴加5mol/L NaOH溶液至过量，生成沉淀的质量与加入的NaOH溶液体积的关系如右图曲线所示．试求：
（1）原合金中铝的质量分数．
（2）盐酸的物质的量浓度．

Answer 1

考点：镁、铝的重要化合物,化学方程式的有关计算

专题：

分析：从图中横坐标可以看出，加入20mL的氢氧化钠溶液时，没有产生沉淀，此段是盐酸与氢氧化钠发生中和反应；
当氢氧化钠继续加入时，沉淀不断增加，沉淀为氢氧化镁和氢氧化铝，直到沉淀最大值；
继续添加氢氧化钠，则氢氧化铝参与反应，生成偏铝酸钠，故11.6g沉淀是氢氧化镁，（19.4-11.6）g是氢氧化铝的质量，
根据守恒法可知，n（Mg）=n（Mg（OH）₂）=11.6g÷58g/mol=0.2mol，故镁的质量为0.2mol×24g/mol=4.8g，
同理可求出铝的质量为2.7g．当氢氧化钠加入量为160mL时，溶质均为NaCl，根据守恒法可知，n（HCl）=n（Cl^-）=n（NaOH）=0.16L×5.0mol/L=0.8mol．

解答： 解：（1）由图可知，从加入20mL氢氧化钠溶液开始产生沉淀，加入氢氧化钠溶液为160mL时，沉淀量最大，此时为Mg（OH）₂和Al（OH）₃，该阶段消耗氢氧化钠140mL，由氢氧根守恒可知3n[Al（OH）₃]+2n[Mg（OH）₂]=n（NaOH）=（0.16L-0.02L）×5mol/L=0.7mol．从加入氢氧化钠溶液160mL～180mL溶解氢氧化铝，该阶段发生反应Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，所以n[Al（OH）₃]=（0.18L-0.16L）×5mol/L=0.1mol，故3×0.1mol+2n[Mg（OH）₂]=0.7mol，解得n[Mg（OH）₂]=0.2mol，由元素守恒可知n（Mg）=n[Mg（OH）₂]=0.2mol，所以Mg的质量为0.2mol×24g/mol=4.8g，Al的质量为0.1mol×27g/mol=2.7g，所以原合金中铝的质量分数为

2.7

2.7+4.8

×100%=36%
答：原合金中铝的质量分数为36%．
（2）加入氢氧化钠溶液为160mL时，沉淀量最大，此时为Mg（OH）₂和Al（OH）₃，溶液为氯化钠溶液，根据钠元素守恒此时溶液中n（NaCl）=n（NaOH）=0.16L×5mol/L=0.8mol，根据氯元素守恒n（HCl）=0.8mol，故盐酸的物质的量浓度为

0.8mol

0.1L

=8mol/L．
答：盐酸的物质的量浓度为8mol/L．

点评：本题考查镁铝化合物性质、混合物的计算，以图象题的形式考查，题目难度中等，分析图象各阶段的发生的反应是解题关键，再利用守恒计算．